Úvod do Linuxu

Linux je open source rodina operačního systému podobná Unixu na linuxovém jádře a jádro OS bylo poprvé publikováno 17. září 1991 Linus Torvalds . Linux je obvykle zabalen jako distribuce Linuxu, která obsahuje podpůrné knihovny a systémový software a jádro, z nichž několik nabízí projekt GNU. Tento termín používá několik distribucí Linuxu 'Linux' v názvu, ale Free Software Foundation používá 'GNU/Linux' se zaměřuje na nezbytnost GNU softwaru, což vyvolává několik kontroverzí.

Slavné linuxové distribuce jsou Ubuntu, Fedora Linux a Debian, z nichž poslední se skládá z několika různých modifikací a distribucí, včetně Xubuntu a Lubuntu. Komerční distribuce jsou SUSE Linux Enterprise a Red Hat Enterprise Linux. Desktopové distribuce Linuxu jsou okenní systémy jako Wayland nebo X11 a desktopová prostředí jako KDE Plasma a GNOME.

• Původně byl Linux navržen pro osobní počítače založené na architektuře Intel x86, ale od té doby se přesunul do více prostředí než jiné operační systémy.
• Včetně Androidu má Linux největší instalovanou základnu ze všech univerzálních operačních systémů, protože od května 2022 ovládá Android založený na Linuxu přes chytré telefony.
• Od listopadu 2022 však Linux používá přibližně 2,6 % stolních počítačů.
• Linux také funguje na mnoha vestavěných systémech, tj. zařízeních, jejichž OS je obvykle navržen do firmwaru a je extrémně přizpůsoben systému.
• Zahrnuje kosmické lodě (rover Perseverance, kapsle Dragon crew a raketa Falcon 9), automobily (Toyota, Hyundai, Mercedes-Benz, Audi a Tesla), televizory (LG a Samsung Smart TV), videoherní konzole, chytrá domácí zařízení, řízení automatizace a směrovače.

Linux je jedním z nejvýraznějších příkladů spolupráce open source a svobodného softwaru. Zdrojový kód může být distribuován, upravován a používán nekomerčně nebo komerčně kýmkoli za podmínek příslušných licencí, jako je GNU GPL (General Public License). Například linuxové jádro je licencováno na základě GPLv2.

Historie OS Linux

Prekurzory
Operační systém založený na Unixu byl implementován a koncipován v roce 1969 Bell od AT&T laboratoře Joe Ossanna, Douglas Mcllroy, Dennis Ritchie a Ken Thompson ve Spojených státech. Unix byl poprvé publikován v roce 1971 a byl celý napsán v jazyce symbolických instrukcí, jak bylo v té době základní praxí. Byl aktualizován v jazyce C Dennisem Ritchiem klíčovým průkopnickým způsobem v roce 1973. Dostupnost implementace unixového jazyka na vysoké úrovni usnadnila jeho portování na různé počítačové platformy.Stvoření
Torvalds se zapsal do unixového kurzu při návštěvě Helsinské univerzity na podzim 90. let. V kurzu byl použit minipočítač MicroVAX s aplikací Ultrix a jedním z potřebných textů byly Operační systémy: Návrh a implementace od Andrewse S. Tanenbauma. Učebnice obsahovala kopii operačního systému MINIX Tanenbaum. Společně s tímto kurzem se Torvalds původně otevřel Unixu. O operační systémy se začal zajímat v roce 1991. Frustrovaný licencováním MINIX, které jej v té době omezovalo pouze na výukové použití, začal pracovat na jádře svého operačního systému, ze kterého se nakonec stalo jádro Linux.
Torvalds zahájil vývoj linuxového jádra na MINIXu a software napsaný pro MINIX byl použit také na Linuxu. Později byl Linux kultivován a poté se na linuxových systémech objevil vývoj linuxového jádra. Aplikace GNU také nahradily každou komponentu MINIXu, protože bylo výhodné používat bezplatný kód prostřednictvím projektu GNU s novým OS; kód licencovaný na základě GNU GPL lze znovu použít v jiných počítačových funkcích, pokud jsou také publikovány pod kompatibilní nebo stejnou licencí.
Torvalds zahájil přechod ze své skutečné licence, která zakazovala komerční distribuci, na GNU GPL. Vývojáři pracovali na vývoji prvků GNU s linuxovým jádrem, čímž vznikl bezplatný a plně funkční operační systém.Současný vývoj
Hlavním správcem linuxového jádra je Greg Kroah-Hartman kdo řídí její vývoj. Výkonným ředitelem Free Software Foundation je William John Sullivan , který zase podporoval komponenty GNU. Společnosti a jednotlivci konečně vyvíjejí komponenty třetích stran, které nejsou součástí GNU.
Komponenty třetích stran jsou tvořeny širokým souborem práce a mohou obsahovat jak uživatelské knihovny a aplikace, tak moduly jádra. Komunita a prodejci Linuxu distribuují a kombinují jádro, ne-GNU komponenty a komponenty GNU s extra softwarem pro správu balíčků ve stylu linuxových distribucí.Populární a komerční využití
V produkčních prostředích se Linux začal prosazovat zpočátku v polovině 90. let v komunitě superpočítačů místo toho, aby jej používali pouze fandové, kde organizace jako NASA začaly stále více nahrazovat své drahé stroje levnými komoditními počítačovými clustery s Linuxem. Komerční využití začalo, když IBM a Dell, pronásledované společností Hewlett-Packard, začaly poskytovat podporu Linuxu pro únik z monopolu společnosti Microsoft na trhu s operačními systémy pro stolní počítače.
Linuxové systémy jsou dnes plně využívány ve výpočetní technice, od vestavěných systémů až po prakticky každý superpočítač, a zajistily si pozici v serverových instalacích, jako je slavný aplikační zásobník LAMP. Využití linuxových distribucí v podnikových a domácích desktopech se rozvíjí.
Distribuce Linuxu se také proslavily na trhu netbooků, přičemž několik zařízení se pohybovalo s nainstalovanými přizpůsobenými distribucemi Linuxu a Google publikoval svůj ChromeOS vyvinutý pro netbooky.

Návrh OS Linux

Různí vývojáři open-source připouštějí, že linuxové jádro nebylo vyvinuto, ale místo toho se vyvinulo z přirozeného výběru. Systém založený na Linuxu je kompatibilní operační systém podobný Unixu, který je z velké části odvozen od principů vytvořených v Unixu během 70. a 80. let 20. století. Takový systém používá linuxové jádro, monolitické jádro, které spravuje souborové systémy, periferní přístup, sítě a řízení procesů. Ovladače zařízení jsou buď přímo integrovány s jádrem, nebo jsou zahrnuty jako moduly načtené, když je zařízení aktivní.

Mezi nainstalované součásti systému Linux patří následující:

• A zavaděč , například systemd-boot, SYSLINUX, LILO a GNU GRUB. Je to program, který dokáže načíst linuxové jádro do hlavní paměti počítače tak, že jej počítač spustí po přihlášení firmwaru a po jeho zapnutí.
• An vstoupit do programu , jako tradiční sysvinit a novější Upstart, OpenRC a systemd. Je to první proces oznámený jádrem Linuxu a kořenem stromu procesů. Jinými slovy, každý proces je otevřen z init. Spouští procesy, jako jsou výzvy k přihlášení a systémové služby (ať už v terminálovém nebo grafickém režimu).
Softwarové knihovny , které zahrnují kód, který lze aplikovat spuštěnými procesy. Dynamický linker, který se stará o použití dynamických knihoven, se na systémech Linux se spustitelnými soubory ve formátu ELF nazývá Id-linux.so. Rovněž budou přidány hlavičkové soubory, které definují rozhraní nainstalovaných knihoven, pokud je systém nakonfigurován tak, aby si uživatel shromažďoval software sám. Kromě toho je nejrozšířenější softwarovou knihovnou GNU C Library (glibc) na systémech Linux. Existuje několik dalších závazků, jako je Mesa a SDL.
• Standardní knihovna C je vyžadována pro spouštění programů C v systému používajícím knihovnu GNU C jako standard. Byly vyvinuty alternativy jako uClibc (vyvinutý pro uClinux), EGLIBC (fork glibc používaný Debianem jednou) a musl. První dva však nyní nejsou udržovány. Android používá svou knihovnu C, která je známá jako Bionický .
Uživatelské rozhraní
Uživatelské rozhraní se také nazývá shell. Je to buď GUI (grafické uživatelské rozhraní), CLI (rozhraní příkazového řádku) nebo ovládací prvky připojené k souvisejícímu hardwaru, což je běžné u vestavěných systémů. Výchozí uživatelské rozhraní je grafické pro stolní systémy. CLI je však dostupné v oknech emulátoru terminálu nebo na izolované virtuální konzoli.
Shell rozhraní příkazového řádku jsou textová uživatelská rozhraní, která využívají text pro výstup i vstup. Dominantním shellem je bash (Bourne-Again Shell) používaný v Linuxu, původně navržený pro projekt GNU. Téměř každá nízkoúrovňová komponenta Linuxu, včetně několika uživatelských částí, používá výhradně CLI. CLI je kompatibilní zejména s automatizací zpožděných nebo opakovaných úloh a poskytuje velmi snadnou meziprocesovou komunikaci.
• GUI shelly jsou nejznámější uživatelská rozhraní na desktopových systémech, která obsahují široká desktopová prostředí jako Xfce, Pantheon, LXDE, Cinnamon, MATE, GNOME a KDE Plasma, i když je k dispozici řada několika uživatelských rozhraní.
• Většina známých uživatelských rozhraní pracuje s konceptem X Window System, známým jako 'X' .
• Nabízí transparentnost sítě a umožňuje zobrazení grafické aplikace aktivní v systému na jiném systému, ve kterém může uživatel s aplikací spolupracovat.
• Některá rozšíření X Window System však nejsou schopna pracovat v síti.
• Se serverem X.Org je k dispozici mnoho X display serverů, z nichž nejznámější je referenční implementace.
Infrastruktura video vstupů
V současné době má Linux dvě rozhraní API jádra a uživatelského prostoru pro zpracování vstupních video zařízení: DVB API pro příjem TV a V4L2 API pro rozhlasové a video streamy.
Tato infrastruktura se musí vyvíjet, aby lépe vyhovovala ostatním zařízením kvůli rozmanitosti a složitosti různých zařízení a kvůli velkému počtu standardů a formátů spravovaných těmito rozhraními API. Lepší knihovna zařízení v uživatelském prostoru je také klíčem k úspěchu k používání aplikací v uživatelském prostoru, které mohou pracovat se všemi formáty podporovanými zařízeními.

Použití OS Linux

Několik kvantitativních studií open-source/svobodného softwaru se soustředí na témata, jako je spolehlivost a podíl na trhu, přičemž mnoho studií zkoumá konkrétně Linux. Trh s Linuxem se rozvíjí a velikost trhu s operačním systémem Linux by měla do roku 2027 zaznamenat nárůst o 19,2 % a dosáhnout 15,64 miliardy dolarů ve srovnání s 3,89 miliardami v roce 2019. Zastánci a analytici připisují asociativní úspěch Linuxu jeho svobodě, nízké ceně spolehlivost a zabezpečení před uzamčením dodavatele.

webové servery
W3Cook vydává statistiky, které využívají 1 000 000 nejlepších domén Alexa, které odhadují, že 96,55 % webových serverů používá Linux, 1,73 % používá Windows a 1,72 % používá FreeBSD k květnu 2015.Notebooky a stolní počítače
V květnu 2022 je odhadovaný podíl Linuxu na trhu kolem 2,5 % na stolních počítačích, podle statistik webových serverů. Microsoft Windows má tržní podíl přibližně 75,5 %, zatímco macOS má přibližně 14,9 %.Mobilní zařízení
Android se stal předním operačním systémem pro chytré telefony, který je založen na jádře Linuxu. V červenci 2022 používalo Android 71,9 % chytrých telefonů na celém světě používajících internet. Android je také slavný operační systém pro tablety, který od roku 2013 odpovídá za více než 60 % prodeje stolů.Filmová produkce
Linux je již léta preferovanou platformou ve filmovém průmyslu. Prvním velkým filmem vydaným na linuxovém serveru byl Titanic z roku 1997. Od té doby se velká studia, včetně Industrial Light & Magic, Weta Digital, Pixar a DreamWorks Animation, přesunula na Linux.Vládní použití
Linuxové distribuce také získaly popularitu v několika národních a místních vládách. Kerala zašla do té míry, že každá státní střední škola používá Linux na svých systémech. Čína používá Linux výhradně jako operační systém pro svou rodinu procesorů Loongson pro dosažení technologické nezávislosti.
Několik regionů integrovalo svou distribuci Linuxu ve Španělsku, která je široce používána v oficiálních a vzdělávacích institucích. Také Německo a Francie podnikly kroky k přijetí Linuxu. Operační systém Red Star v Severní Koreji je založen na verzi Fedora Linux vyvinuté od roku 2002.

Operační systém Linux funkční

Operační systém Linux má standardní design, který je klíčem k jeho několika distribucím a variacím. Každá distribuce Linuxu je založena na linuxovém jádře, ale může se lišit v závislosti na faktorech, jako jsou:

Verze jádra:Distribuce lze nastavit s novějšími verzemi pro přidání nových aspektů nebo s předchozími verzemi, aby byly vyváženější.Moduly jádra:Jedná se o software, který lze uvolnit a načíst do vývojové funkce jádra bez restartování. Moduly jádra se často používají pro podporu:
• Ovladače zařízení, které využívají kód, který řídí fungování propojených zařízení.
• Ovladače souborového systému, které využívají kód, který řídí, jak jádro funguje s různými systémy souborů.
• Systémová volání, která využívají kód, který řídí, jak si programy nárokují služby prostřednictvím jádra.
Možnosti konfigurace:Pro několik specializovaných distribucí se používají jádra sjednocená s konfiguračními možnostmi nakonfigurovanými tak, aby přidávaly pouze ovladače souborového systému nebo zařízení; například kompilace jádra pro jakékoli bezdrátové zařízení bez ovladačů kabelových síťových zařízení.
Jádro je jediná věc, kterou má každý systém společnou s Linuxem. Linux provozuje:
• Zavedení a načtení linuxového jádra.
• Jádro zpracovává každý systémový výstup a vstup po zavedení. Systém je spuštěn a procesy mohou být inicializovány.
• Systém lze využít pro procesy, které obsahují příkazy interaktivně zadávané z příkazového řádku, funkce síťového serveru, desktopové aplikace nebo jakýkoli program nebo aplikace při spouštění systémových procesů.

Uživatelská zkušenost se může značně lišit v závislosti na tom, jak je systém Linux využíván, zatímco jádro může být téměř totožné s některými rozdíly v kompilaci a odchylkami v konfiguraci. Například několik případů použití Linuxu s odlišnými uživatelskými zkušenostmi je:

Stolní produktivita systémy, jako jsou systémy používané vývojáři softwaru nebo několika dalšími profesionály. Pracovní stanice pro vývoj softwaru mohou být vylepšeny o výkon, zatímco stolní počítače mohou být vylepšeny o využití nástrojů pro produktivitu desktopů pro administrativní profesionály. Síťové servery nemusí ani přidat okno příkazového řádku pro přímý přístup. Vzdáleně jsou tyto bezhlavé servery spravovány relacemi Windows nebo síťovými terminály. Servery může využívat několik, ale měli by k nim přímo přistupovat pouze autorizovaní správci systému. Tenké klienty umožňují uživatelům využívat bohaté desktopové prostředí s lehkým zařízením. Zahrnuje Google Chromebooky a systémy s jednou kartou Raspberry Pi.

Linux funguje velmi podobně jako jakýkoli operační systém založený na grafickém uživatelském rozhraní, pokud jej používáte jako grafické uživatelské rozhraní s desktopovým prostředím. Aplikace a mnoho dalších zdrojů lze spouštět stisknutím ikon a soubory lze mazat, kopírovat nebo přesouvat pomocí trackpadu nebo myši.

Linuxové distribuce

Linux přijal copyleft ustanovení Free Software Foundation, která vytvořila GNU GPL od jejího začátku vývoje. GPL popisuje, že cokoli, co je určeno k úpravě a zdarma, musí být volně distribuováno.
K dispozici jsou stovky verzí Linuxu, nazývaných také distribuce nebo distribuce. Obvykle se distribuce odlišují prostřednictvím balíčku definováním konkrétního cíle, cílového trhu, funkce nebo filozofie.

Existuje mnoho distribucí vytvořených pro konkrétní cílové funkce, jako je zabezpečení, hraní her, stolní počítače, servery nebo vestavěná zařízení, jako jsou systémy Raspberry Pi. Téměř každá moderní distribuce je připravena k použití a předkompilována, zatímco jiné, jako je Gentoo Linux, jsou složeny ze zdrojového kódu, který může každý uživatel lokálně zkompilovat během zahájení instalace, aby mohl používat konfiguraci svého systému.

Výhody a nevýhody OS Linux

Některé výhody používání Linuxu jsou uvedeny a vysvětleny níže:

Open source:Linuxové jádro je publikováno pod licencí open-source softwaru GNU GPL. Většina distribucí obsahuje několik aplikací s různými možnostmi téměř ve všech kategoriích. Několik distribucí také obsahuje proprietární software, jako jsou ovladače zařízení nabízené výrobci, na podporu hardwaru.Spolehlivost:Linux je považován za spolehlivý operační systém a je dobře podporován několika bezpečnostními záplatami. Linux je také považován za stabilní operační systém, což znamená, že jej lze spustit téměř za všech okolností. Linux také zvládne chyby při spuštění neočekávaného vstupu a softwaru.Licenční náklady:Linux nemá žádné přesné licenční poplatky, na rozdíl od Apple macOS nebo Microsoft Windows. Zatímco systémová podpora je k dispozici za poplatek od několika prodejců Linuxu, samotný operační systém je zdarma k použití a kopírování. Několik IT organizací zvýšilo své úspory přesunem svého serverového softwaru z komerčního operačního systému na Linux.Zpětná kompatibilita:Linux a mnoho softwaru s otevřeným zdrojovým kódem mají tendenci být často aktualizovány kvůli funkčním a bezpečnostním záplatám, přičemž mají základní funkce. Skripty a konfigurace prostředí budou pravděpodobně fungovat beze změny, i když se použijí aktualizace softwaru. Obecně platí, že Linux a další open-source aplikace nemění své provozní režimy novými verzemi, na rozdíl od ekonomických dodavatelů softwaru, kteří připojují nová vydání svých operačních systémů s novými formami práce.Několik možností:Mezi téměř všemi nekonečnými možnostmi, několika dostupnými distribucemi a mnoha možnostmi aplikací pro konfiguraci, kompilaci a spuštění Linuxu na téměř všech hardwarových platformách je možné vyvinout Linux pro téměř všechny aplikace.

Některé nevýhody Linuxu jsou:

Nedostatek standardu:Pro Linux není k dispozici žádná standardní verze, což může být příjemné pro optimalizaci Linuxu pro konkrétní aplikace, ale méně pro nasazení desktopových obrazů a standardizovaných serverů. Obrovská škála možností může ve výsledku vést k podpoře.Náklady na podporu:Podpora není zdarma, zatímco organizace si může Linux volně pořídit bez licenčních poplatků. Téměř všichni podnikoví distributoři Linuxu, jako je Red Hat a SUSE, poskytují smlouvy o podpoře. Tyto licenční poplatky mohou výrazně snížit úspory v závislosti na situaci.Proprietární software:Software pro produktivitu PC, jako je Microsoft Office, nelze použít na stolních počítačích Linux a mnoho proprietárního softwaru nemusí být k dispozici pro platformy Linux.Strmá křivka učení:Několik uživatelů bojuje, aby se naučili používat aplikace založené na Linuxu a linuxové desktopy.Nepodporovaný hardware:Několik výrobců hardwaru zpřístupňuje ovladače zařízení Linuxu pro své produkty, ale někteří ne.